Đồ án cảnh báo trộm định vị xe sử dụng STM32

Bên mình chuyên nhận thiết kế các đồ án, dự án cơ điện tử, tự động hóa Luôn đảm bảo thời gian hoàn thành, chất lượng sản phẩm và giá cả Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ

Bên chuyên nhận thiết kế đồ án, dự án điện tử, tự động hóa Ln đảm bảo thời gian hoàn thành, chất lượng sản phẩm giá -Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ : � https://www.facebook.com/doangiaresv � Số điện thoại & zalo : 0565271668 � Kênh YouTube, list đồ án : https://www.youtube.com/c/doansinhviengiare/videos #DienTuNGON BỘ CÔNG THƯƠNG xxx xxxx ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CNKT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VÀ CẢNH BÁO CHỐNG TRỘM XE MÁY CBHD: Sinh viên: Mã số sinh viên: xxx CNKT ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG Hà Nội – 202x LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành báo cáo đồ án này, lời em xin cảm ơn chân thành đến tồn thể thầy trường Đại học xxx thầy cô khoa Điện tử, người tận tình hướng dẫn, dạy dỗ trang bị cho em kiến thức bổ ích bốn năm vừa qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn cho em kiến thức, kỹ cần có để hồn thành đồ án Sau em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, cổ vũ đóng góp ý kiến qua trình học tập, nghiên cứu trình làm báo cáo đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên q trình làm đồ án, kiến thức cịn hạn chế nên em cịn nhiều thiếu sót tìm hiểu, đánh giá trình bày đồ án Rất mong nhận quan tâm, góp ý thầy cô giảng viên môn để đồ án em đầy đủ hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên LỜI CAM ĐOAN Để hồn thành đề tài em có tham khảo số tài liệu có liên quan đến cảm biến rung SW-420, module sim 800L, module gps neo 06 vi điều khiển STM32F103C8T6 Em xin cam đoan đề tài em thực hiện, số liệu kết đề tài trung thực Mọi giúp đỡ cho báo cáo cảm ơn thơng tin trích dẫn báo cáo ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, tháng xx năm 202x Sinh viên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẢNH BÁO NỒNG ĐỘ CỒN KHI LÁI XE, XÁC ĐỊNH TAI NẠN GỬI VỊ TRÍ VỀ ĐIỆN THOẠI 11 1.1 Tổng quan thực trạng 11 1.2 Giới thiệu sơ lược GSM .14 1.3 Giới thiệu sơ lược GPS .18 1.4 Một số loại khóa chống trộm xe máy 23 1.4.1.Khóa đĩa 23 1.4.2.Khóa chữ U 24 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 25 2.1 Giới thiệu STM32F103C8T6 kit bluepill 25 2.1.1 Vi điều khiển STM32F103C8T6 25 2.1.2 Giới thiệu kit Bluepill 27 2.2 Giới thiệu Module Sim 800L 29 2.2.1 Tổng quan Module Sim 800L 29 2.2.2 Đèn báo trạng thái Module 31 2.2.3.Chọn loại ăng-ten cho Module SIM800L 32 2.2.4.Cấp nguồn cho Module SIM800L 33 2.2.5.Sơ đồ chân Module SIM800L .34 2.3 Giới thiệu Module GPS neo 06 35 2.3.1.Tổng quan Module GPS Neo 06 .35 2.3.2.Thông số kỹ thuật module định vị GPS Neo-6m 35 2.4 Module cảm biến rung SW-420 38 2.4.1 Tính .38 2.4.2.Nguyên lý hoạt động 39 2.4.3.Thông số kỹ thuật 39 2.4.4.Sơ đồ chân 39 2.5 Buzzer , nút bấm 40 2.6 Một số giao thức truyền thông cảm biến vi điều khiển 40 2.6.1 Giao tiếp onewire 40 2.6.2 Giao tiếp UART 44 2.6.3 Giao tiếp SPI 53 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Viết tắt USB SMS Tiếng việt Một chuẩn kết nối đa dụng máy tính Universal Asynchronous Receiver- Truyền thông nối tiếp Transmitter song song Direct Current Dòng điện chiều Printed Circuit Board Mạch in Time Division Multiple Access Những liên kết vô tuyến kiểu mạng lưới với nhiều điểm truy nhập Short Message Services Dịch vụ tin nhắn ngắn I/O Input/Output Đầu vào/Đầu ADC Analog-to-Digital Converter Mạch chuyển đổi tương tự/số PWM Pulse-width modulation Điều chế độ rộng xung SRAM Static Random Access Memory Bộ nhớ tĩnh UART DC PCB TDMA Tiếng anh Universal Serial Bus DANH SÁCH HÌNH Ả Hình 1 Xe máy phương tiện giao thơng 11 Hình hệ thống Global system for mobile .13 Hình GPS 17 Hình Các thành phần hệ thống GPS 17 Hình Vệ tinh 18 Hình trạm điều khiển GPS .19 Hình Một vài thiết bị thu nhận GPS .20 Hình Khố đĩa chống trộm xe máy 21 Hình Khố chữa U 22 Y Hình Chip STM32F103C8Tx 24 Hình 2 Kit Bluepill 26 Hình sơ đồ chân kit bluepill 27 Hình Mạch nguyên lý kit Bluepill 28 Hình Module Sim 800L 29 Hình Mặt trước module sim 800L 29 Hình Mặt sau Module Sim 800L 30 Hình Đèn báo trạng thái Module Sim 31 Hình Module Sim ăng-ten xoắn ốc 31 Hình 10 Module Sim ăng-ten GSM 3dBi 32 Hình 11 Thông số kỹ thuật Module Sim 33 Hình 12 Sơ đồ chân Module Sim 33 Hình 13 Module GPS Neo 06 35 Hình 14 Sơ đồ mạch nguyên lý module GPS neo06 36 Hình 15 Mặt sau số kích thước module GPS NEO06 37 Hình 16 Cảm biến rung SW420 38 Hình 17 Sơ đồ mạch 38 Hình 18 Sơ đồ chân SW420 39 Hình 19 Buzzer 40 Hình 20 Giao tiếp onewire 41 Hình 21 Các thao tác hoạt động giao tiếp onewire .42 Hình 22 Bảng giá trị thời gian 42 Hình 23 Một số thiết bị sử dụng giao tiếp UART .44 Hình 24 giao tiếp song song 45 Hình 25 Giao tiếp nối tiếp 46 Hình 26 Gaio tiếp UART 47 Hình 27 Kết nối chân truyền nhận UART' 48 Hình 28 Kết nối thành phần giao tiếp UART 49 Hình 29 Khung truyền UART 50 Hình 31 I2C .53 Hình 32 truyền nhận giao thức I2C 53 Hình 33 Khung truyền I2C 54 Hình 34 địa I2C 54 Hình 35 Quá trình truyền nhận liệu 55 Hình Sơ đồ khối hệ thống 59 Hình Khối nguồn 60 Hình 3 Khối vi điều khiển 60 Hình Khối Module GPS 61 Hình Khối Module Sim 61 Hình Khối cảm biến rung .62 Hình Khối Buzzer 62 Hình Sơ đồ toàn hệ thống 63 Hình Altium designer 64 Hình 10 Mạch in 2D 66 Hình 11 Mạch in 3D 66 Hình 12 Mạch thực tế 67 Hình 13 Đóng vỏ thiết bị 67 10 Hình 34 Q trình truyền nhận liệu  Tiếp theo đó, Master gửi bit địa tới Slave muốn giao tiếp với bit Read/Write  Slave so sánh địa vật lý với địa vừa gửi tới Nếu trùng khớp, Slave xác nhận cách kéo đường SDA xuống set bit ACK/NACK ‘0’ Nếu khơng trùng khớp SDA bit ACK/NACK mặc định ‘1’  Thiết bị Master gửi nhận khung bit liệu Nếu Master gửi đến Slave bit Read/Write mức Ngược lại nhận bit mức  Nếu khung liệu truyền thành công, bit ACK/NACK set thành mức để báo hiệu cho Master tiếp tục  Sau tất liệu gửi đến Slave thành công, Master phát tín hiệu Stop để báo cho Slave biết trình truyền kết thúc chuyển SCL, SDA từ mức lên mức - Các chế độ hoạt động I2C:  Chế độ chuẩn (standard mode) với tốc độ 100 kBit/s  Chế độ tốc độ thấp (low speed mode) với tốc độ 10 kBit/s Ngoài ra, khác với giao tiếp SPI có Master, giao tiếp I2C cho phép chế độ truyền nhận liệu nhiều thiết bị Master khác với thiết bị Slave Tuy nhiên q trình có phức tạp thiết bị Slave nhận 57 lúc nhiều khung liệu từ thiết bị Master khác nhau, điều đơi dẫn đến xung đột sai sót liệu nhận Để tránh điều đó, làm việc chế độ này, thiết bị Master cần phát xem đường SDA trạng thái Nếu SDA mức 0, nghĩa có thiết bị Master khác có quyền điều khiển phải chờ đến truyền xong Ngược lại SDA mức 1, nghĩa đường truyền SDA an tồn có sử dụng Kết luận chương Trong chương trình bày phần mềm, linh kiện sử dụng hệ thống Giới thiệu cấu tạo, thơng số kĩ thuật ngun lí hoạt động vi điều khiển STM32F103C8T6, linh kiện điện tử khác (Module Sim 800L, Module GPS Neo 06, cảm biến rung SW 420, cảm biến, ) Bên cạnh chương nêu số giao tiếp sử dụng để giao tiếp vi điều khiển ngoại vi Qua ta có nhìn khái qt để từ thiết kế mạch nguyên lí, mạch in … 58 CHƯƠNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH CẢNH BÁO CHỐNG TRỘM XE MÁY 3.1.Sơ đồ khối hệ thống 3.1.1.Yêu cầu kỹ thuật hệ thống Thiết bị chống trộm xe máy cần đáp ứng nhu cầu sử dụng sau: - Chống trộm xe máy,báo phát có trộm - Phát trộm báo điện thoại sử dụng SMS gọi điện thoại - -Gửi tọa độ xe máy vị trí 3.1.2.Sơ đồ khối hệ thống Khối nguồn Cảm biến rung Vi điều khiển STM32F103C8T6 Module Sim800 Điện thoại Cịi báo Module GPS Vệ tinh Hình Sơ đồ khối hệ thống 59 Nguyên lý hoạt động: Khi khối nguồn cấp điện áp VDC vào vi điều khiển Module Sim800 vi điều khiển lệnh yêu cầu Module Sim808 thiết lập kết nối GPS kết nối GSM Khi có tin nhắn từ điện thoại di động gửi đến Module Sim800 vi điều khiển tiến hành kiểm tra xem tin nhắn vừa nhận có gửi từ số điện thoại chủ xe thiết lập để nhắn tin trước hay khơng Nếu sau kiểm tra thấy số điện thoại thiết lập vi điều khiển thực theo yêu yêu cầu nội dung tin nhắn gửi đến Nếu khơng số điện thoại vi điều khiển bỏ qua tin nhắn Khi xe máy bị tác động mở khóa nguồn xe, mạch chống trộm gửi tin nhắn đến số điện thoại chủ xe để thơng báo xe vừa bị mở khóa Trong trường hợp chủ xe mở khóa bỏ qua tin nhắn này, chủ xe mở khóa chủ xe nhắn tin yêu cầu bất còi hú tắt nguồn xe Khi mạch chống trộm nhận tin nhắn vi điều khiển xử lý tin nhắn bật còi báo động đồng thời tắt nguồn xe máy Trong trường hợp lý mà chủ xe đọc tin nhắn trễ sau xe bị tác động mở khóa chủ xe dùng chức định vị Module Sim800 để định vị vị trí xe máy đâu cách nhắn tin yêu cầu mạch chống trộm gửi thơng tin tọa độ xe Ngồi chức cịi hú xe dùng để tìm vị trí xe đỗ xe bãi xe q lớn chủ xe khơng nhớ đỗ xe vị trí 3.2.Chức khối 3.2.1 Khối nguồn Nguồn cấp vào 5V, nguồn cấp vào Kit bluepill 5V Nguồn nuôi vi điều khiển 3.3V Nguồn cấp vào Module Sim 4.2V, nguồn nuôi Module GPS 5V 60 Ta sử dụng Adapter 5V để cấp nguồn cho hệ thống, riêng với module sim ta sử dụng diode để gây tượng sụt áp xuống xấp xỉ 4.2V để cấp nguồn cho module sim Hình Khối nguồn 3.2.2.Khối vi điều khiển Khối vi điều khiển lấy giao tiếp với khối cảm biến, Module Sim GPS để xử lý tín hiệu đầu vào đưa gia lệnh thực gọi điện, nhắn tin, báo động cịi Hình 3 Khối vi điều khiển 61 3.2.3.Khối Module GPS Module GPS để lấy giá trị tọa độ trả lại cho vi điều khiển Hình Khối Module GPS 3.2.4.Khối Module Sim Module Sim có chức gọi điện, nhắn tin cảnh báo có chức trả lại nội dung tin nhắn có tin nhắn đến sim vi điều khiển Để cấp cho Module Sim 4.2V mắc điot có chức bảo vệ chống ngược giảm áp từ 5V xuống 4.2V qua diot điện áp bị sụt áp dùng diot mắc nối tiếp điện áp từ 5V bị giảm xuống khoảng 4.2V phù hợp với điện áp cấp cho Module Sim Hình Khối Module Sim 62 3.2.5.Khối cảm biến rung Cảm biến có chức phát rung trả lại tín hiệu cho vi điều khiển Hình Khối cảm biến rung 3.2.6 Khối Buzzer Nhận tín hiệu từ vi điều khiển để phát cảnh báo Hình Khối Buzzer 63 3.2.8.Sơ đồ tồn hệ thống Hình Sơ đồ toàn hệ thống 3.3.Sơ đồ mạch in 3.3.1 Phần mềm ALTIUM Altium Designer trước có tên gọi quen thuộc Protel DXP, công cụ vẽ mạch điện tử mạnh Được phát triển hãng Altium Limited Altium designer phần mềm chuyên nghành sử dụng thiết kế mạch điện tử 64 Hình Altium designer Đặc điểm:  Giao diện thiết kế, quản lý chỉnh sửa thân thiện, dễ dàng biên dịch, quản lý file, quản lý phiên cho tài liệu thiết kế  Hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế tự động, dây tự động theo thuật tốn tối ưu, phân tích lắp ráp linh kiện Hỗ trợ việc tìm giải pháp thiết kế chỉnh sửa mạch, linh kiện, netlist có sẵn từ trước theo tham số  Mở, xem in file thiết kế mạch dễ dàng với đầy đủ thơng tin linh kiện, netlist, liệu vẽ, kích thước, số lượng…  Hệ thống thư viện linh kiện phong phú, chi tiết hoàn chỉnh bao gồm tất linh kiện nhúng, số, tương tự…  Đặt sửa đối tượng lớp khí, định nghĩa luật thiết kế, tùy chỉnh lớp mạch in, chuyển từ schematic sang PCB, đặt vị trí linh kiện PCB  Mô mạch PCB 3D, đem lại hình ảnh mạch điện trung thực khơng gian chiều, hỗ trợ MCAD-ECAD, liên kết trực tiếp với mơ hình STEP, kiểm tra khoảng cách cách điện, cấu hình cho 2D 3D 65  Hỗ trợ thiết kế PCB sang FPGA ngược lại Việc thiết kế mạch điện tử phần mềm altium designer tóm tắt gồm bước sau: - Đặt yêu cầu toán - Lựa chọn linh kiện - Thiết kế mạch nguyên lý - Lựa chọn chân linh kiện để chuyển sang mạch in Update mạch nguyên lý sang mạch in - Lựa chọn kích thước mạch in Sắp sếp vị trí loại linh kiện điện trở , tụ điện, IC - Đặt kích thước loại dây nối - Đi dây mạch - Kiểm tra toàn mạch 66 3.3.2.Mạch in phần mềm Hình 10 Mạch in 2D Hình 11 Mạch in 3D 67 3.3.3.Lắp ráp, kiểm tra thi cơng mơ hình Hình 12 Mạch thực tế Hình 13 Đóng vỏ thiết bị 68 3.4 Thiết kế phần mềm 3.4.1.Yêu cầu phần mềm Sản phẩm hoạt động theo chế độ tự động: Khi nút nhấn tắt: hệ thống nhắn tin, gọi điện hay còi báo động không hoạt động Khi nút khởi động bật: + Còi kêu báo hiệu khởi động, tin nhắn Hệ thống khởi động gửi Khi gửi xong cịi ngừng kêu + Khi cảm biến có tác động, vịng phút: nhận 20 tín hiệu từ cảm biến có tin nhắn có tác động gửi còi kêu 5s , nhận 20 tín hiệu gọi điện báo máy, cịi kêu 3s + Khi có tin nhắn toado gui hệ thống: vòng 60s gps lấy gửi tin nhắn nội dung tọa độ, không lấy gửi nội dung không lấy tọa độ, tin nhắn gửi còi kêu 3.4.2 Thiết kế phần mềm hệ thống Kết luận Với kiến thức chuyên ngành học với nghiên cứu, tìm hiểu linh kiện điện tử chương chương em thiết kế mạch nguyên lý chống trộm xe máy Mạch hoạt động tương đối ổn định 69 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận Trong thời gian thực đồ án em tìm hiểu linh kiện điện tử cách sử dụng chúng để áp dụng vào việc thiết kế mạch đồ án Cuối em hoàn thành thiết kế thi công đề tài“THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VÀ CẢNH BÁO CHỐNG TRỘM XE MÁY”, sản phẩm sau em thi công chạy thử nhiều lần chống trộm hoạt động ổn định với đầy đủ chức đề đề tài Ưu điểm + Hệ thống hoạt động ổn định + Chi phí để thi công sản phẩm thấp đáp ứng đầy đủ tính + Sản phẩm giúp chống trộm xem máy thông minh Nhược điểm + Sản phẩm chưa tích hợp nhiều tính thơng sử dụng vân tay hay thẻ từ để mở khóa + Mạch in cịn lớn cồng kềnh dùng module linh kiện cắm 4.2 Hướng khắc phục + Có thể dùng linh kiện dán thay module để thu gọn kích thước mạch 4.3 Hướng phát triển đề tài + Tăng tính thông minh động vào phát có trộm… + Điều khiển qua internet thuận tiện cho việc sử dụng + Thiết kế giao diện thông qua website, tạo app Android điều khiển từ xa… + Dùng nhiều linh kiện dán mạch in nhiều lớp để thu gọn kích thước mạch 70 + Thu gọn code hệ thống hoạt động ổn định 71 ... Việt Nam để giúp chủ xe an toàn tham gia giao thông Dưới hướng dẫn thầy xxx Em định chọn đồ án “ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VÀ CẢNH BÁO CHỐNG TRỘM XE MÁY” để làm đồ án Đồ án bố cục thành chương:... cho máy thu khác (định vị vi phân) GPS phổ biến có nhiều ứng dụng hữu ích đời sống ngày : định vị xe ô tô, định vị điện thoại di động, định vị thiết bị chống trộm xe, ứng dụng đồ? ?? 21 Hình Một vài... tìm thấy xe dễ dàng bãi đỗ xe 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VÀ CẢNH BÁO CHỐNG TRỘM XE MÁY 1.1 Tổng quan thực trạng Theo thống kê Dự án xây dựng chiến lược An tồn giao thơng với xe máy